【随時更新】SDGs・少子化対策・パワー半導体・環境保護・国力増進の未来のためのテクノロジー

Hikichin

今後少子化に伴って生産人口が減るので生産性を上げるテクノロジーや、環境保護のためのテクノロジーや、国力増進のためのテクノロジー等を見つけて紹介したいと思います。

なお、国内の資源開発（レアメタル・レアアース採掘や石油・ガス資源開発）や森林保全と林業については「領土・鉱物資源情報・林業 （ https://note.com/hikichin/n/n3d3acfdd1a69 ）」を参照してください。



農作業

ショベルカー

特に農作業に便利な小型ショベルカー（配管工事等にも使える）
人手を少なくし、できなかったことをできるようにする
農業法人に1台あるとぜんぜん違うでしょうね。個人で持っておくのもいいでしょう。

コマツ PC01等




養殖技術

養殖技術の中でも、閉鎖された空間で行う陸上養殖の場合、アニサキスの寄生の心配をしなくてもいいという利点があります。他にも、フグ毒の心配もなくなるはずです(うろ覚えですが)。


閉鎖循環式陸上養殖





その他養殖技術

キャベツによるウニの養殖



環境問題・温室効果ガス問題

現在声高に「脱炭素」が叫ばれていますが、火力発電所を無理に太陽光発電・風力発電・原子力発電にするのは良くないと思います。
テクノロジーで「地球温暖化」を阻止するのが現実解と言えるでしょう。
具体的なテクノロジーを調べていきます。

光合成技術

光合成技術による温室効果ガス低減

光と二酸化炭素を酸素とギ酸に変換する技術。
ギ酸から水素を抽出できる。また、ギ酸は運搬しやすい安定した物質。エンジン・スタンド等でギ酸から水素に変換できれば、ブレークスルーすると思われる。
火力発電所等の二酸化炭素を光合成で変換し、ギ酸・水素として自動車等の燃料にすることが可能になる。



水素生成技術

水素を作る方法はいくつかあります。
（オーストラリアなどで採掘される）褐炭から水素を生成する技術。
原子力発電で高温ガス炉を使って水素を生成する技術。
オーストラリアから水素を運搬する船として「すいそ　ふろんてぃあ」が存在します。
水素生成と水素運搬が水素自動車・水素鉄道などで金銭面で解決できるのであれば、カーボン・ニュートラルに貢献するでしょう。


水素運搬技術




水素自動車

実際に水素エンジンを搭載したレーシングカーがトヨタに存在します。



水素式燃料電池駆動電車

水素燃料を使った、燃料電池の電車です。
2022年3月からJR東日本が試験運転しているFV-E991系電車です。( 検索 )




レアメタルを使わない、電池、エンジン

レアメタルを使わない磁石を使ったエンジン



人工光合成技術で取り上げたギ酸を使った燃料電池技術



レアメタルを使わない電池技術



次世代電池


バイポーラ型電池


マグネシウム電池




ナトリウムイオン電池

リチウムイオンに置き換わろうとしている電池。



全固体電池


中継ぎとして「半個体電池」もある

なお、半個体電池への疑問もある。


チタン酸リチウムイオン電池・SCiB電池


なお、コストパフォーマンスに優れる中国製「LFPバッテリー」も寒冷地性能等でSCiBに負けない性能を発揮するようです。

なお、次世代電池の方向性として、コバルトを使用する三元系バッテリーが使用されることもあります。
コバルトはレアメタルであり、産出国としてコンゴ民主共和国に依存しています。そして、コンゴ民主共和国のコバルトは、中国系企業が関わっています。
そうなると、日本周辺海域にあるコバルト・リッチ・クラストでの採掘ができるかの意味が出てきます。



次世代EVモーター



環境保護等のために「節電（半）義務化」してはならない

2022年6月、電力不足で「電力逼迫注意報」が発令され、都心部等で節電が半ば義務化されました。
IT社会や電気自動車普及、エアコン必須の世の中で、節電が強制させられるのは、おかしい話です。
夏場・冬場は特にたくさんの電力が必須になります。太陽光発電ばかり投資して、3時から8時まで節電を求められる世の中というのは歪です。
安定供給可能なベースロード電源は必要だということの認識が必要です。



環境に配慮した火力発電技術

資源エネルギー庁が石炭火力発電所についての資料が作られてあります。


LNG火力発電


石炭火力発電


前述のトヨタの人工光合成技術で、石炭火力発電所で回収した二酸化炭素(Co2)と水(H2O)を光合成して、ギ酸(HCO2H)を作り、スタンド等でギ酸を分解して水素(H)を生成し、燃料電池自動車を走らせる燃料とすることができます。



公害・土地問題の少ないクリーン発電技術

太陽光パネル発電は、大規模な土地が必要となることがネックです。場合によっては木の伐採とかもあるため、自然環境に優しくないです。また、寿命が来た時の廃棄物問題もあります。
従来の風力発電も、プロペラを利用した大規模なものは、低周波振動による公害や、雷等でプロペラが破損し、建物等の破壊の危険性があります。
また、気象条件に左右されるのは仕方のないことでしょう。これは、従来の火力発電所等が必要なことを意味します。
ここでは、太陽光発電・風力発電の問題をできるだけ無くす技術のリンクを張ります。


カーボン・ニュートラルの概念

カーボンニュートラルとは次の二点です。

  • 二酸化炭素の排出を減らす

  • 植物の二酸化炭素吸収を増やす

後述の森林伐採して行われるメガソーラーは、森林を伐採して木々などの植物を減らし、二酸化炭素吸収量を減らす意味で害悪なのです。


メガソーラー・太陽光パネル発電設置の悪例

メガソーラーの悪い側面として、広い面積の森林の木を伐採しての太陽光パネル設置というものがあります。
これは、森林が持つ下記の能力を奪うものです。

  • 森林の光合成による二酸化炭素吸収

  • 土地に森林の根が張って土砂崩れを防ぐ

  • 森林等の植物が土地の保水能力を保つ

2022年8月現在、原子力発電所を一時的に動かすのは、一時的に放射性廃棄物が出てくるとしても、仕方がないと思います。
雹が降ってソーラーパネルが壊れたり、がけ崩れや土石流でソーラーパネルが破損したり、雪の重みでソーラーパネルが破損したりして、セレン・カドミウム・鉛・ヒ素などの有害な化学物質が流出してしまうメガソーラーと比べれば、問題が少ないです。原子力発電所を再開しつつ、早く代替手段を見つけて発電を実現するほうが先です。
そして、メガソーラーのソーラーパネルの廃棄をする責任者が今は不明です。

なお、送電線の電磁波問題については、私からは言及しません。（私たちは地下送電線の上を歩いたり車で運転したり、電気が流れる町中の電柱の送電線に囲まれた中を歩いたり、高圧電線の変電所近くに住んでいる人がいたり、1500V/20000V/25000Vの架線の下を走る電車・新幹線に乗ったりしていますが、その悪影響を「私は」聞いたことがありません。中国電力より電磁波の見解が出ています。 ）



普段ネガティブなことを動画にしないNEX工業チャンネルもメガソーラーの闇を動画にしています。


保水力のないメガソーラー設置場所で、大雨でくるぶしまでの濁流が発生


メガソーラー冬場は大雪で発電できず



透明・フィルム型・薄型太陽光発電



メタネーション(CO2からメタンを作り出す技術)

都市ガスの成分はメタン(CH4)です。そのメタンを作り出す技術です。原料は、水素(H2)と二酸化炭素(CO2)です。火力発電所等で回収したCO2が活用できます。これはカーボン・ニュートラルに貢献します。
LNGの約9割がメタン(CH4)です。LNGを輸入せず、自前で作れる技術になります。
課題はメタン生成にかかるコストですね。





洋上風力発電・浮体式洋上風力発電

海に浮かせた風力発電。
騒音公害がなく、比較的安定的に電力を得られる技術。





海流発電・潮流発電




海洋温度差発電



超小型水力発電、ピコピカ

ピコピカ10

ピコピカ500


小水力発電・マイクロ水力発電



羽田井地区マイクロ水力発電所｜事例実績｜京葉ガスエナジーソリューション株式会社



排水発電技術

下水や工場排水などで発電できる技術。


核融合発電技術




海水等から水を得る技術


フッ素化カーボンナノチューブ

従来理想と考えられていた「アクアポリン」の4500倍の速度で水分子を透過できる技術。

基礎知識としての「アクアポリン」



問題点
フッ素(化学式:F)は「蛍石」に含まれるフッ化カルシウム(CaF2)を加工して得られます。
問題は「蛍石」がレアメタルであり、中国など特定の国に依存するという点です。



水質浄化技術



牡蠣の殻を使った水質浄化



新素材

木材には、40～50%のセルロース、20～25%のヘミセルロース、20～35%のリグニンが含まれます。
これらを使った新素材です。

セルロースナノファイバー




改質リグニン

杉木材の利用促進の観点から重要なキーワードです。



5G通信技術



パワー半導体

電気自動車や鉄道に必要な、電流を制御する半導体技術です。
鉄道では「SiC素子」というのをWikipediaで見かけることがあると思います。これがパワー半導体に相当します。SiCとは、Si(シリコン)とC(炭素)で更生された「シリコンカーバイド」と呼ばれる化合物半導体材料です。
それを越えるパワー半導体技術を紹介します。


酸化ガリウムパワー半導体

酸化ガリウム(Ga2O3)を利用したパワー半導体。

酸化ガリウムパワー半導体は、おそらく電気自動車や鉄道車両向けになるかと思われます。
充電器については、後述の窒化ガリウムパワー半導体（GaN）が使われていて、スイッチング性能の良さから、高効率なものとなっています。この充電器分野は狙わないように「私は」予想しています。コスト面で勝てる可能性があるので、絶対とは言えないですが。
コンセントの交流電気から直流に変換するもので電圧(V)の高いものが、耐電圧性能の高い酸化ガリウムパワー半導体のターゲットになるのではないかというのが「私の」予想です。


パワー半導体の国内生産


窒化ガリウムパワー半導体

ロームが国内で窒化ガリウムパワー半導体の量産化開始

具体的に窒化ガリウムパワー半導体(GaN)の効果は、次のUSB充電器のスイッチング性能で実感できます。シリコンより効率がいいです。

Ankerのページでも、窒化ガリウム(GaN)のページで利点を紹介しています。


硬い半導体の研磨技術

シリコンカーバイドパワー半導体(SiC)は、とても硬い結晶であり、加工がとても難しい半導体です。そのため、研磨するのが大変ですが、その解決方法となる研磨技術が日本(ミズホ・不二越機械工業)で開発されています。


ダイヤモンドパワー半導体

2025年までに国内で実用化しないと海外に追い越されるのではないかと言われている、究極のパワー半導体技術。


人工ダイヤモンドの作り方の動画
人工ダイヤモンドを使った製品はチェーンソーなど色々あります。
ダイヤモンドは炭素(化学式:C、英語名:カーボン・carbon)で作られます。



適切な捕鯨による魚資源の保護

世界的な環境保護団体による感情的で偽善的なクジラ保護運動はよく聞きます。
しかし、海の生態系の頂点に立ち、魚を食べるクジラを適切に捕鯨しないと、人間が食べる魚が減ることに繋がります。
具体的にはイワシ、サバ、タラ、イカ、サンマなどを食べるようです。これらは、外食店や食卓にも上がるものだと思います。それがクジラによって漁師さんの漁獲量が減ってしまうと、最終的に魚を食べる私達も困ってしまいます。
その観点から適切な捕鯨は、漁業資源の保護にも役立ちます。



また、魚へのアニサキス増加の原因として、最終宿主となるイルカ・クジラの頭数増加が影響しているとも言われます。（最終宿主にミンククジラが含まれます）
日本の寿司・刺し身文化を守る意味でも、適切な捕鯨は重要です。
なお、アニサキスが死んでいれば、アニサキスアレルギー（過去にアニサキス中毒になって数日放置するとなるらしいです）でなければ、死骸を食べても問題ありません。みなさん、普通に食べていますよ。


また、アニサキスを電気で殺虫する方法も研究されています。
これを書いている時点で、もしかすると、実用化されているかもしれません。

自分で釣りをした場合は、冷凍したり、加熱したりして、アニサキス食中毒にならないように気をつけてください。
刺し身を食べてみぞおちあたりが苦しくなった場合は、お医者さんにかかって、アニサキスの除去をしてください。
もし、自分で釣りをしてとった魚を食したい場合は、念のために正露丸を用意するといいかもしれません。


クジラ肉販売店


クジラ肉の調理法





この記事が気に入ったらサポートをしてみませんか？